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1.簡(jiǎn)述
由于在光纜系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程中,涉及光纜的敷設(shè)、光纜的彎曲半徑、光纖的熔接、跳線,更由于設(shè)計(jì)方法及物理布線結(jié)構(gòu)的不同,導(dǎo)致兩網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的光纖路徑上光信號(hào)的傳輸衰減有很大不同,為了確保通信暢通,所以需要對(duì)光纖進(jìn)行測(cè)試。無(wú)論是布線施工人員,還是網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員,都有必要掌握光纖鏈路測(cè)試的技能。
在光纖的應(yīng)用中,光纖本身的種類很多,但光纖及其系統(tǒng)的基本測(cè)試方法,大體上都是一樣的,所使用的設(shè)備也基本相同。對(duì)光纖或光纖系統(tǒng),其基本的測(cè)試內(nèi)容有:連續(xù)性和衰減/損耗。測(cè)量光纖輸入功率和輸出功率,分析光纖的衰減/損耗,確定光纖連續(xù)性和發(fā)生光損耗的部位等。
光纖的衰減是光信號(hào)沿光纖傳輸時(shí),光功率的損失即為光纖的衰減,衰減A以分貝(dB)為單位。
A=101gPl/P2(dB)
其中Pl和P2分別是注入端和輸出端的光功率。
光纖衰減常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)為:在1310mm波長(zhǎng)上,衰減平均值應(yīng)小于等于0.36dB/km,衰減最大值應(yīng)小于等于0.4dB/km;在1550mm波長(zhǎng)上,衰減平均值應(yīng)小于等于0,22dB/km,衰減最大值應(yīng)小于等于0.25dB/km;光纖接續(xù)時(shí),其雙向平均接頭損耗不得大于0.08dB。
測(cè)量光纖的各種參數(shù)之前,必須做好光纖與測(cè)試儀器之間的連接。目前,有各種各樣的接頭可用,但如果選用的接頭不合適,就會(huì)造成損耗,或者造成光學(xué)反射。例如,在接頭處,光纖不能太長(zhǎng),即使長(zhǎng)出接頭端面l^m,也會(huì)因壓縮接頭而使之損壞。反過(guò)來(lái),若光纖太短,則又會(huì)產(chǎn)生氣隙,影響光纖之間的耦合。因此,應(yīng)該在進(jìn)行光纖連接之間,仔細(xì)地平整及清潔端面,并使之適配。
目前,絕大多數(shù)的光纖系統(tǒng)都采用標(biāo)準(zhǔn)類型的光纖、發(fā)射器和接收器。如纖芯為62.5pm的多模光纖和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光二極管LED光源,工作在850nm的光波上。這樣就可以大大減少測(cè)量中的不確定性。而且,即使是用不同廠家的設(shè)備,也可以很容易地將光纖與儀器進(jìn)行連接,可靠性和重復(fù)性也很好。
2.測(cè)試儀器精確度
光纖測(cè)試儀由兩個(gè)裝置組成:一個(gè)是光源,它接到光纖的一端發(fā)送測(cè)試信號(hào);另一個(gè)是光功率計(jì),它接到光纖的另一端,測(cè)量發(fā)來(lái)的測(cè)試信號(hào)。測(cè)試儀器的動(dòng)態(tài)范圍是指儀器能夠檢測(cè)的最大和最小信號(hào)之間的差值,通常為60dB。高性能儀器的動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)100dB甚至更高。在這一動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)功率測(cè)量的精確度通常被稱為動(dòng)態(tài)精確度或線性精度。
功率測(cè)量設(shè)備有一些共同的缺陷:高功率電平時(shí),光檢測(cè)器呈現(xiàn)飽和狀態(tài),因而增加輸入功率并不能改變所顯示的功率值;低功率電平時(shí),只有在信號(hào)達(dá)到最小閾值電平時(shí),光檢測(cè)器才能檢測(cè)到信號(hào)。
在高功率和低功率之間,功率計(jì)內(nèi)的放大電路會(huì)產(chǎn)生三個(gè)問(wèn)題。常見(jiàn)的問(wèn)題是偏移誤差,它使儀器恒定地讀出一個(gè)稍高或稍低的功率值。大多數(shù)情況下,最值得注意的問(wèn)題是量程的不連續(xù),當(dāng)放大器切換增益量程時(shí),它使功率顯示值發(fā)生跳變。無(wú)論是在手動(dòng),還是在更經(jīng)常遇到的自動(dòng)(自動(dòng)量程)狀態(tài)下,典型的切換增量為10dB。一個(gè)較少見(jiàn)的誤差是斜率誤差,它導(dǎo)致儀器在某種輸入電平上讀數(shù)值偏高,而在另一些點(diǎn)上卻偏低。
3.測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)
為了使測(cè)量的結(jié)果更準(zhǔn)確,首先應(yīng)該對(duì)功率計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。但是,即使是經(jīng)過(guò)了校準(zhǔn)的功率計(jì)也有大約±5%(0.2dB)的不確定性。這就是說(shuō),用兩臺(tái)同樣的功率計(jì)去測(cè)量系統(tǒng)中同一點(diǎn)的功率,也可能會(huì)相差10%。
其次,在確保光纖中的光有效地耦合到功率計(jì)中去,最好是在測(cè)試中采用發(fā)射電纜和接收電纜。但必須使每一種電纜的損耗低于0.5dB.這時(shí),還必須使全部光都照射到檢測(cè)器的接收面上,又不使檢測(cè)器過(guò)載。光纖表面應(yīng)充分地平整清潔,使散射和吸收降到最低。
值得注意的是,如果進(jìn)行功率測(cè)量時(shí)所使用的光源與校準(zhǔn)時(shí)所用的光譜不相同,也會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。
4.光纖的連續(xù)性
光纖的連續(xù)性是對(duì)光纖的基本要求,因此對(duì)光纖的連續(xù)性進(jìn)行測(cè)試是基本的測(cè)量之一。
進(jìn)行連續(xù)性測(cè)量時(shí),通常是把紅色激光、發(fā)光二極管(LED)或者其他可見(jiàn)光注入光纖,并在光纖的末端監(jiān)視光的輸出。如果在光纖中有斷裂或其他的不連續(xù)點(diǎn),在光纖輸出端的光功率就會(huì)下降或者根本沒(méi)有光輸出。